ВУЗ:
Составители:
82
электронов и атомов является
магнетон Бора (ħ – единица измерения
механического момента импульса).
Кроме того, в этих опытах было обнаружено новое явление. Ва-
лентный электрон в основном состоянии атома серебра имеет орбиталь-
ное квантовое число l = 0 (s-состояние). Но при l = 0
0)1( =+= llL h
(проекция момента импульса на направление внешнего поля равна ну-
лю). Возник вопрос, пространственное квантование какого момента им-
пульса обнаружилось в этих опытах и проекция какого магнитного мо-
мента равна магнетону Бора.
В 1925 г. студенты Геттингенского университета Гаудсмит и Улен-
бек предположили существование
собственного механического мо-
мента импульса у электрона
s
L (спина) и, соответственно, собствен-
ного магнитного момента электрона
Pms.
Введение понятия спина сразу объяснило ряд затруднений, имев-
шихся к тому времени в квантовой механике. И в первую очередь – ре-
зультатов опытов Штерна и Герлаха.
Авторы дали такое толкование
спина: электрон – вращающийся
волчок. Но тогда следует, что «поверхность» волчка (электрона) должна
вращаться с линейной скоростью, равной 300 с, где с – скорость света.
От такого толкования спина пришлось отказаться.
В современном представлении
– спин, как заряд и масса, есть
свойство электрона.
П. Дирак впоследствии показал, что существование спина вытекает
из решения релятивистского волнового уравнения Шредингера.
Из общих выводов квантовой механики следует, что
спин должен
быть квантован
: )1( += ssL
s
h , где s – спиновое квантовое число.
Аналогично,
проекция спина на ось z (L
sz
) (ось z совпадает с на-
правлением внешнего магнитного поля) должна быть квантована и век-
тор
s
L
r
может иметь (2s + 1) различных ориентаций в магнитном поле.
Из опытов Штерна и Герлаха следует, что таких ориентаций всего
две: 212 =+
s
, а значит s = 1/2, т.е. спиновое квантовое число имеет
только одно значение.
Для атомов первой группы, валентный электрон которых находится
в s-состоянии (l = 0),
момент импульса атома равен спину валентно-
го электрона
. Поэтому обнаруженное для таких атомов пространствен-
ное квантование момента импульса в магнитном поле является доказа-
тельством наличия у спина лишь двух ориентаций во внешнем поле.
(Опыты с электронами в p-состоянии подтвердили этот вывод, хотя кар-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- …
- следующая ›
- последняя »
